倒虹吸

有一種形式的輸水管稱倒虹吸，它是在渠道與道路、河流發(fā)生交叉或在渠道穿越山谷時經(jīng)常采用的一種立交水工建筑物。早在2000多年前，中國已有成功的運(yùn)用。與虹吸管一樣，它在立面上也呈弓形；不同的是，其弓彎向下。而且，雖然倒虹吸管和虹吸管的輸水原理相同，即都借助于上下游的水位差，但倒虹吸在開始工作時不需人為地制造管中的真空，因而更為普及。

倒虹吸主要用于農(nóng)田水利工程中。渠道與道路、河流等發(fā)生交叉時，既可采用渡槽，如北宋時曾在引用涇水的鄭白渠上使用過；也可采用倒虹吸，如南宋時曾在引用褒水的山河堰上使用過。這種大型倒虹吸多采用漿砌塊石構(gòu)筑，也可用竹筒連接而成。在唐朝詩人杜甫的詩歌中和元代科學(xué)家王禎所著的《農(nóng)書》中都可見到對輸水渠道上使用倒虹吸的描述和記載。

(二)公元前中國和古羅馬城市供水管路中的倒虹吸

1975年至1981年在對位于河南省登封縣告成鎮(zhèn)的陽城遺址的發(fā)掘中，發(fā)現(xiàn)有戰(zhàn)國晚期的城市管道供水系統(tǒng)，其中實(shí)際應(yīng)用了倒虹吸。整個供水設(shè)施由輸水管、控制流量的控制坑、沉淀泥沙的澄水池、貯水坑和蓄水甕等組成。供水管路共有八條，沿地形由高向低布設(shè)，總長有數(shù)千米之多。輸水管內(nèi)徑約為12.3厘米，在淹沒條件下，輸水流量可達(dá)20～30升/秒。

輸水管路由直通管、三通排氣管，三通分水管、四通控水管等部件銜接組成，均為陶制。輸水管路多數(shù)鋪設(shè)在開鑿于紅砂巖的溝槽中。較深的溝槽達(dá)1.2～2.0米。②

大約在公元前180年左右在土耳其境內(nèi)古希臘帕加馬城建有大型城市輸水管溝，水從海拔約360米的源頭，跨越兩條山谷輸送至這座城堡，而城堡制高點(diǎn)只比源頭低約40米。其中當(dāng)有跨百余米山谷的倒虹吸。③古羅馬著名建筑師維特魯威在寫于2000年前的不朽名著《建筑十書》中，詳細(xì)地記述了當(dāng)時輸水管網(wǎng)的建設(shè)要點(diǎn)。對于倒虹吸，維特魯威還特別指出，為了倒虹吸的安全運(yùn)行，需要修建鎮(zhèn)墩和排氣豎管。①

①對《管子·度地》渠道坡降計算和水躍的描述，是姚漢源先生于1962年最先提出的。

②河南省文物研究所、中國歷史博物館考古部，登封王城崗與陽城，文物出版社，1992年，第229~246頁。

③參見チヤ-ルズ·シンガ一等編，平田寬、八杉龍一譯，技術(shù)の歷史——地中海文明と中世(下)，筑摩書房，第581～583頁。PeterJames，Ancient Inventions，顏可維譯，世界古代發(fā)明，世界知識出版社，1999年，第388頁。

(一)《管子·度地》對倒虹吸水流的描述

《管子·度地》對有壓倒虹吸水流作過精辟的描述： 水之性，行至曲，必留退，滿則后推前，地下則平行，地高即控。

筆者認(rèn)為，這一段說的是有壓管流的“水之性”，和上段所說的“以高走下”的無壓流的“水之性”，是并列的兩段文字，“行至曲，必留退，滿則后推前”，描述的是渠水通過倒虹吸的水流現(xiàn)象，當(dāng)渠水從一端流入向下彎曲的倒虹吸時，必先灌滿倒虹吸(從整個渠道水流來看，這時呈現(xiàn)出“留退”的狀況)，爾后才能“后推前”地從另一端流出，水流通過建筑物，必將產(chǎn)生一個能量上的損失，因此，一定要使倒虹吸的進(jìn)出口水面高程有一個必要的差值，使出口高程低于進(jìn)口高程才行，出口低于進(jìn)口(“地下”)，則水流將平順地通過，否則，渠水就會因倒虹吸出口端過高(“地高”)，受倒虹吸控制而流不過去。

1 技術(shù)保證措施

堅持設(shè)計文件圖紙分級會審和技術(shù)交底制度。重點(diǎn)工程由總工程師審核，在施工過程中技術(shù)人員向施工人員進(jìn)行“四交底”，即：設(shè)計意圖交底，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)交底，施工工藝交底，創(chuàng)優(yōu)措施交底，并有記錄。建立技術(shù)、質(zhì)檢人員工點(diǎn)質(zhì)量負(fù)責(zé)制，獎優(yōu)罰劣，要求責(zé)任人員勤測、勤量、勤檢查、勤指導(dǎo)，認(rèn)真作好各種原始記錄，施工前認(rèn)真復(fù)核設(shè)計文件，作到心中有數(shù)。技術(shù)交底數(shù)據(jù)要同施工現(xiàn)場反復(fù)核對，作到技術(shù)無誤差。

制定專項(xiàng)的雨季施工技術(shù)措施，確保質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2 材料管理措施

材料采購，設(shè)專人驗(yàn)收，嚴(yán)格執(zhí)行材料進(jìn)場檢驗(yàn)制度，嚴(yán)禁不合格的材料進(jìn)場，材料進(jìn)場及時取樣檢驗(yàn)，確保材料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)到要求。在施工過程中，按檢驗(yàn)試驗(yàn)的有關(guān)規(guī)范隨時抽檢。采購材料必須有出廠檢驗(yàn)、試驗(yàn)合格證，并配合業(yè)主對采購材料實(shí)施驗(yàn)證。經(jīng)監(jiān)理工程師同意后方可進(jìn)入現(xiàn)場。

3 質(zhì)量自檢制度

（1）預(yù)控、自檢、互檢

細(xì)化研究本工程各專業(yè)、各工序在以往類似工程施工過程中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題，分析原因采取預(yù)防措施，并編制在本工程具體施工組織設(shè)計方案中。

從材料質(zhì)量、過程控制、操作方法、技術(shù)交底、施工工藝等方面入手，嚴(yán)把質(zhì)量預(yù)控關(guān)鍵點(diǎn)，做好本工程質(zhì)量預(yù)控工作。

（2）施工過程控制及竣工檢查

積極配合現(xiàn)場監(jiān)理工程師，采取旁站、巡視、抽樣等形式對工程質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督檢查，對隱蔽工程及關(guān)鍵工序必須經(jīng)監(jiān)理工程師確認(rèn)，方可進(jìn)行下道工序，項(xiàng)目經(jīng)理部和作業(yè)隊形成質(zhì)量檢查監(jiān)督網(wǎng)，層層把住工程質(zhì)量關(guān)。

工程質(zhì)量實(shí)行定期檢查制度，由項(xiàng)目經(jīng)理主持，質(zhì)量部門組織，施工物資等部門參加，檢查前期制定計劃實(shí)施情況。對各分項(xiàng)分部工程的質(zhì)量檢查，嚴(yán)格執(zhí)行鐵道部頒布的施工規(guī)范和設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對檢查中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)，定期召開質(zhì)量會議，評議質(zhì)量工作下發(fā)質(zhì)量通報。

特殊工序作業(yè)人員需經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，考試合格后持證上崗。

工程進(jìn)入竣工驗(yàn)收階段，進(jìn)行有計劃、有步驟、有重點(diǎn)的收尾工程清理工作，通過竣工前的預(yù)驗(yàn)，找出漏項(xiàng)或需修補(bǔ)的項(xiàng)目。

工程項(xiàng)目完工后，由各作業(yè)隊隊長組織技術(shù)、質(zhì)檢等有關(guān)人員按設(shè)計要求、施工規(guī)范及工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對本工程項(xiàng)目進(jìn)行一次全面自檢，確認(rèn)達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)后，由單位組織內(nèi)部初驗(yàn)，內(nèi)部初驗(yàn)由項(xiàng)目經(jīng)理組織，總工程師主持，邀請監(jiān)理工程師參加，確認(rèn)工程質(zhì)量全部達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)后向建設(shè)單位申請組織工程驗(yàn)交。

在工程未交接前，做好竣工工程成品的保護(hù)、巡視、維修、清掃，以保證設(shè)備始終處于良好狀態(tài)，提高工程一次成優(yōu)率。

在合同承諾的保修期內(nèi)確因施工造成工程質(zhì)量問題及時解決，并達(dá)到用戶滿意為止。

4 質(zhì)量事故報告制度

施工中，凡發(fā)生的任何質(zhì)量事故，及時向建設(shè)單位、上級主管部門、設(shè)計單位和監(jiān)理單位匯報，并做好記錄，待監(jiān)理部門確定、查證、下發(fā)處理意見后及時按處理意見要求進(jìn)行嚴(yán)格施工。 2100433B

倒虹吸主要用于農(nóng)田水利工程中。渠道與道路、河流等發(fā)生交叉時，既可采用渡槽，如北宋時曾在引用涇水的鄭白渠上使用過；也可采用倒虹吸，如南宋時曾在引用褒水的山河堰上使用過。這種大型倒虹吸多采用漿砌塊石構(gòu)筑，也可用竹筒連接而成。在唐朝詩人杜甫的詩歌中和元代科學(xué)家王禎所著的《農(nóng)書》中都可見到對輸水渠道上使用倒虹吸的描述和記載。